PyTorch LSTM 单步、多步时间预测

PyTorch LSTM 单步、多步时间预测

多维输入、多维输出;单步预测、多步滚动预测

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim

class LSTMModel(nn.Module):
    def __init__(self, input_dim, hidden_dim, num_layers, output_dim):
        super(LSTMModel, self).__init__()
        self.hidden_dim = hidden_dim
        self.num_layers = num_layers
        self.lstm = nn.LSTM(input_dim, hidden_dim, num_layers, batch_first=True)
        self.fc = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)

    def forward(self, x):
        h0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_dim).to(x.device)
        c0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_dim).to(x.device)
        out, _ = self.lstm(x, (h0, c0))
        out = self.fc(out[:, -1, :])
        return out

# 超参数
input_dim = 400
hidden_dim = 64
num_layers = 2
output_dim = 1
num_epochs = 100
learning_rate = 0.001
batch_size = 32

# 初始化模型、损失函数和优化器
model = LSTMModel(input_dim, hidden_dim, num_layers, output_dim)
criterion = nn.MSELoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate)

# 示例训练代码(假设已经定义了train_loader)
for epoch in range(num_epochs):
    for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader):
        model.train()
        outputs = model(inputs)
        loss = criterion(outputs, labels)
        optimizer.zero_grad()
        loss.backward()
        optimizer.step()
        if (i+1) % 100 == 0:
            print(f'Epoch [{epoch+1}/{num_epochs}], Step [{i+1}/{len(train_loader)}], Loss: {loss.item():.4f}')

# 保存模型
torch.save(model.state_dict(), 'lstm_model_single_step.pth')

# 多步预测函数
def multi_step_predict(model, input_seq, future_steps):
    model.eval()  # 切换到评估模式
    predictions = []

    input_seq = input_seq.unsqueeze(0)  # 增加batch维度,shape变为 (1, seq_len, input_dim)

    for _ in range(future_steps):
        with torch.no_grad():  # 禁用梯度计算
            pred = model(input_seq)  # 预测下一个时间步
        predictions.append(pred.item())  # 存储预测值

        # 更新输入序列,将预测值添加到末尾,并移除最早的一个时间步
        input_seq = torch.cat((input_seq[:, 1:, :], pred.unsqueeze(0).unsqueeze(2)), dim=1)

    return predictions

# 示例调用
initial_input_seq = torch.randn(1, 155, 400)  # 假设这是的初始输入
future_steps = 10
predictions = multi_step_predict(model, initial_input_seq, future_steps)
print(predictions)
相关推荐
byzy21 分钟前
【论文笔记】Vehicle-to-Everything Cooperative Perception for Autonomous Driving
论文阅读·深度学习·计算机视觉·自动驾驶
谷哥的小弟26 分钟前
大模型核心基础知识(02)—大模型的主要特征与能力边界
人工智能·深度学习·机器学习·大模型·智能体
xiaotao13135 分钟前
03-深度学习基础:LoRA与参数高效微调(PEFT)
人工智能·深度学习
Sherry Wangs43 分钟前
flash-attn安装指南
pytorch·python·flash-attn
深度红薯1 小时前
SAM3:开放式分割,太强了(后面有SAM3权重下载方式)(单图测试、视频测试、实时跟踪)
图像处理·人工智能·python·深度学习·毕业设计·毕设·sam3
数智工坊1 小时前
金字塔场景解析网络PSPNet:打通全局上下文,屠榜语义分割三大基准
网络·人工智能·深度学习·cnn
LaughingZhu1 小时前
Product Hunt 每日热榜 | 2026-04-22
人工智能·经验分享·深度学习·神经网络·产品运营
Rubin智造社2 小时前
04月22日AI每日参考:OpenAI发布AI经济政策,Agent进入金融市场
人工智能·深度学习·openai·agent·开源模型·anthropic
輕華2 小时前
LSTM实战(下篇):微博情感分析——训练策略、早停机制与推理部署
人工智能·rnn·lstm
Narrastory2 小时前
Note:强化学习(四)
人工智能·深度学习·强化学习